主动智能跟踪光伏支架系统

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【摘要】：

取消光伏补贴，实现平价上网，是光伏行业发展的必然，因此，建设光伏电站，必须做到土地能立体高效利用、组件产品能高效发电、光伏支架能智能跟踪（主动跟踪或被动跟踪），度电成本能显著降低；户用光伏采用：自发自用、储能、隔墙售电、微电网等并网模式将成为新常态。但是，截止目前，无论是集中式还是分布式光伏电站，安装形式还大多采用非常落后的、低发电效率的固定光伏安装电站模式，这注定了光伏电站的低发电效率、高度电成

　　取消光伏补贴，实现平价上网，是光伏行业发展的必然，因此，建设光伏电站，必须做到土地能立体高效利用、组件产品能高效发电、光伏支架能智能跟踪（主动跟踪或被动跟踪），度电成本能显著降低；户用光伏采用：自发自用、储能、隔墙售电、微电网等并网模式将成为新常态。但是，截止目前，无论是集中式还是分布式光伏电站，安装形式还大多采用非常落后的、低发电效率的固定光伏安装电站模式，这注定了光伏电站的低发电效率、高度电成本和土地资源的严重浪费。

　　怎样才能“提高发电效率、降低度电成本、土地资源立体高效利用，实现平价上网”呢？

　　采用主动智能跟踪光伏支架系统，使用高效组件，降低组件、支架、逆变器及附件等度电成本；实现建设光伏电站不实际占用土地资源（光伏组件后面没有长久的阴影，不影响土地使用，不影响房屋维修、可以综合利用），只占用土地上部空间，才是光伏发电长期发展的正确之路。

　　光伏支架的安装形式，决定着光伏组件发电效率高低：

　　一、光伏支架安装现状：

　　光伏支架安装分为三种：（1）固定支架安装（2）被动跟踪支架安装（3）主动智能跟踪支架安装1、固定支架安装：就是将光伏组件按照一定的阳光照射夹角，固定安装在某一个适合发电的位置，使其进行发电的安装方法。

　　使用固定支架建设光伏电站投资成本低，但是组件发电量也低，同时，组件连片无缝排列将导致光伏组件后面形成长久的阴面，久而久之，土地长期得不到阳光照射，会造成土地功能退化；就势平放在屋顶20多年，后期会产生电站与房屋维修之间的矛盾，相对成本也会大大提高。

　　2、被动跟踪支架安装：就是通过跟踪控制软件，将组件安照太阳的运行规律始终跟踪并对正太阳，以提高组件的阳光照射时间，从而提高发电效率。

　　无论是追日式（向日葵式）还是实时跟踪式，无论是平单轴、斜单轴跟踪还是双轴跟踪，其特点就是：控制光伏支架带动组件实施跟踪并对正太阳，实现高效率发电；其缺点就是，为了正对着太阳提高发电效率，支架就要频繁转动跟踪太阳，从而导致跟踪系统复杂、投资成本高、寿命短、维修费用高、占地面积大（10兆瓦光伏电站，占地500亩左右）。

　　3、主动智能跟踪支架安装：

　　就是在确定光伏电站所在位置经纬度的前提下，按照此位置的太阳运动轨迹，设计主动跟踪程序，预设组件最佳照射夹角，使光伏组件提前到达预先设定的位置，等待太阳光按照设定的照射夹角照射光伏组件，从而提高发电效率。

　　这种主动智能跟踪的方法弥补了以上两种支架安装形式的不足，实现了真正意义上的光伏+n模式，为国内、外光伏发电与光伏扶贫、光伏农业、种植业、畜牧业、渔光互补等综合开发利用，开辟了一条新路径（10兆瓦光伏电站，占地300亩左右）。

　　二、主动智能跟踪光伏支架发明专利技术：

　　山东华农光电科技有限公司董事长赵守喆先生领衔发明了《分时段跟踪的数控光伏支架系统》，专利号：201510294407.4；《主动式智能光伏支架系统》，中国专利号：201710207105.8（已申请国际专利保护，国际专利申请号：PCT/CN2017/099262，国际检索单位意见：本发明具备新颖性、创造性和工业实用性）。

　　三、主动智能跟踪光伏支架10大优势

　　1、独特性优势：

　　取消光感应跟踪（追踪）系统，本发明仅使用数控器，采用主动智能跟踪，控制整个支架系统。

　　2、新颖性优势

　　主支架采用龙门架，副支架采用三角架设计，结构简单，设计合理，坚固耐用。

　　3、先进性优势：

　　年有效发电1550小时以上（以济南市固定支架安装为例，年有效发电仅1200小时）。

　　5、实用性优势：

　　农村所有房屋院落（新旧房屋均可）、荒山荒坡、厂房厂区、所有大棚（土制、薄膜大棚均可，种植发电互不影响）、马路两侧、停车厂棚；农光、林光、渔光互补；光热发电、双面发电。　 6、适应性优势：

　　支架东西跨度6米以上，南北间隔10米左右，满足国内外农业、消防等机械通行要求；支架下阳光照射土地无死角，土地得到综合高效利用； 7、抗风、抗震性优势：

　　组件单片纵（横）向安装，排与排之间留足距离，阳光通透，空气流通，泄风迅速，风荷载小；支架立支撑之间采用网格硬连接，抗风能力强。

　　支架转动体系采用无轴承、无齿轮、上下双层支架采用销式连接结构，驱动系统的水平丝杠转动并稳固支架，丝杠上下受力，抵消了震动对组件的硬冲击，阻止地震波上传。

　　8、用地少优势：

　　建设10mw光伏电站：固定电站要使用土地300亩左右；而使用该技术建设光伏电站300亩土地将得到充分利用，一点也不浪费（不包括升压站占地）。

　　9、灵活性优势

　　智能、手动两种转动方式，保证支架带动组件25年不间断运行。

　　10、长寿命优势：

　　控制器日工作6分钟左右，每次工作8秒钟左右，系统可以长期使用，维修率极低。四、优异的性价比1、增加发电量25%左右；

　　2、降低度电成本15%左右；

　　3、间接节省投资成本10%以上（其中：①免建电站内专用消防和维修道路；②免除草；③充分释放土地资源；④通风性好，相应的提高发电量；⑤离开屋顶安装，省去25年内房屋老化翻新、漏雨修补、拆卸支架、组件费用）。

　　4、支架加高，间隔布置，土地得到综合高效利用，释放的经济效益巨大。

　　五、产品参数

系统类型	龙门固定	单驱动支架	双驱动支架
系统型号	hngd--gdzj－1984－18、20、24	hngd-FSD-DQ-1480、1500、2480	hngd-FSD-SQ-1480、1500、2480
支架类型	龙门/普通	龙门/普通	龙门
单排组件数量	＞12
组件适配	固定：18／20；驱动：60p/72p组件
支架材质	耐腐蚀涂层钢材/铝合金／热镀锌	耐腐蚀涂层钢材热镀锌	耐腐蚀涂层钢材热镀锌
基础	预置基础式/压块式/打桩式/灌注桩/钢管桩/螺旋桩/螺铆式
驱动控制	无	主动跟踪系统
驱动角度（°）	无	±（30-45）°
驱动功耗(kw.h/d)		0.045	0.09
抗风载能力(m/s)	30
运行风速(m/s)	16
雪荷载（kN/m²）	>1.4
系统功耗	0.30%

六、控制系统参数

主动智能控制系统参数
系统参数	系统工作环境温度（℃）	-30～75
	交流电压频率（Hz）	50
	系统寿命（年）	25
智能控制器	数量（台）	1
	额定交流电压（V）	220±10%
	额定功率（W）	20
	日工作时间（h）	24
交流接触器	数量（个）	2
	直流控制电压（V）	5
	额定电流（A）	2
	日工作时间（h）	一个工作时段持续约8秒，日累计共3分钟。
交流电机	数量（台）	1～2
	额定交流电压（V）	220/380或480／500
	额定功率（W）	200
	日工作时间（h）	一个工作时段持续约8秒，日累计共6分钟。

七、产品报价（参考价）

序号	装机容量(千瓦)	热镀锌钢支架(元/瓦)		热镀锌安装双面发电组件钢支架(元/瓦)	智能控制系统（元/套）
序号	装机容量(千瓦)	单驱动 (组件最矮处距离基础底座0.2米)	龙门双驱动（立柱高3米）	单驱动 (组件最矮处距离基础底座0.2米)	单驱动装置+系统控制器	双驱动装置 +系统控制器	单独购买系统控制器
1	5～7	0.75	1.41	0.85	3500	5500	1000
2	8～12	0.70	1.25	0.80	3500	5500	1000
3	13～16	0.65	1.20	0.75	3500	5500	1000